淺析三維標注技術在工程制圖課教學中的應用論文
引言
三維標注是指在零件或產品設計所得的三維模型上直接進行標注。標注的范圍主要包括尺寸、公差、注釋、文本以及相關符號。三維標注的這個定義是相對于傳統的二維標注而言的，在現行的傳統標注中，往往是首先通過對三維模型投影生成二維制圖，再在二維制圖上進行標注。在三維模型上直接標注，以取代在二維圖紙上的標注就成為受研究人員關注的一個研究課題�，F代制造業致力于無紙設計、制造，即在產品的設計和制造過程中全面應用產品的數字建模技術。三維標注技術所致力的目標就是徹底摒棄二維工程圖，在產品的設計、分析和制造的整個流程中完全實現數字量傳遞。國外對三維標注的學習、研究開展得較早，現在基本上已經實現了生產應用。我國在這方面的研究、應用開展得較晚，在應用上也遠遠落后于國際先進水平，企業依然主要使用二維標注的方法，學校工程制圖課程也未開展相關內容的學習。因此，加強在各類型高�；蚵殬I技術院校的工程制圖課程教學活動中，增加三維標注方面的學習、研究勢在必行。
1三維標注的優越性
教學過程中，首先必須讓學生了解工程應用中，三維標注在現代制造業中重要意義，使學生建立良好的學習興趣，這樣有利于更好地開展本部分內容的教學。
傳統的設計過程中，首先需建立三維模型的幾何定義，接著創建二維制圖，再進行標注，最后使二維圖紙生效，它存在以下幾個不足:
（1）標注和三維模型沒有聯系;
�。�2）尺寸公差重新定義、修改和轉換了很多次，成本高、易出錯;
（3）二維標注中打印輸出的硬拷貝與原來的電子設計文檔脫離了聯系，設計、變更和管理成本很高。而三維標注則有著如下的優點:
1)直接標注在三維模型上，清晰直 觀，無需嚴苛的訓練，工程師、車間工人、管理人員都容易理 解;
2)在二維工程制圖中，為了詳細描述一個產品零件或者部件，要制作大量的截面圖、向視圖、局部放大圖，繪制這樣的圖樣，將耗費技術人員大量的有效工作時間，三維標注則省去了這些麻煩;
3)三維標注可以在整個產品生
命周期中使用和共享，產品生命周期的全過程使用數字量傳遞�；谌S標注的優越性，在零件的三維模型上直接進行標注、取代二維標注、實現在產品的全生命周期中完全山數字量傳遞已被視為一種不可阻擋的趨勢。
2三維標注的原理及標注平面
在學生建立學習三維標注濃厚興趣的基礎上，進一步讓學生理解三維標注的原理及標注平面的建立，這將為學生學習該部分內容打下良好的基礎。
三維標注從表現形式上看，只需要在三維模型空間中確定一個標注平面，然后可以按照以往二維工程圖標注方法來實現。所以三維標注的實現方法就是:
（1）在三維模型空間中確定一個標注平面;
�。�2）選擇標注對象，并將標注對象投影到標注平面上;3)按照二維工程圖標注方法完成標注。標注平面是用來管理三維標注的，主要作用為:
1)定位在平行于標注平面的平面上;
2)所做的標注位于或附著在這個平面上。標注平面可以通過平面或平面型曲面或兒何體的平面型表面來創建。
3CATIA平臺下支架類零件的三維標注
在三維軟件平臺下，讓學生做些具有典型性和代表性的習題很有必要，這些練習題要能夠比較全面地覆蓋制圖標注中涉及到的方方面面。同時，為了增強學生解難題的適應能力，必須適當地增加練習點相對集中、綜合難度較大的題目，從而使學生不斷提高三維標注的能力。以下內容擬在CATIA平臺下，通過對一航空支架零件的標注過程的練習、講解，使學生全面、系統地明確零件三維模型的三維標注。
3.1CATIA平臺三維標注工具的介紹
語義公差顧問(Toleraneing Advisor):在CATIA中，其絕大部分工作主要在Funelional Toleraneing &Annolalion CFTA)工作臺下完成。Toleraneing Advisor·是用來在產品或零件上指定三維標注的工具。作為一個智能向導，它可以幫助使用者根據選中的兒何元素或已經存在的標注來創建允許的標注。Toleraneing Advisor可以根據相應的標注標準完成文本、注解、基準、基準目標、尺寸、兒何圖形公差和粗糙度創建與標注。
標注視圖管理:三維標注所有的標注都須標注在標注平面上，使用這些平面，可以創建不同的視圖平面，任何創建的標注都會落于這些平面中的一個之上。視圖標注平面在三維模型中以一個虛線勾勒的平面框架顯不，這個框架中包括原點和坐標軸，這個框架可以自動地變大或變小以適應和容納新的標注。當在一個特定的標注平面上添加新的標注時，必須先“激活”該標注平面，以將該平面作為優先平面來接納新的標注。在FTA中，標注視圖平面主要分為3類:1)正視圖標注平面;2)剖視圖標注平面;3)剖切標注平面。在CATIA中不僅可以建立這3種標注平面，還可以建立偏移量剖視圖/剖切和聯合剖視圖/音切。
捕獲(CapLure)有時候三維模型上面有過多的標注，不利于觀察，而且旋轉模型也會用去大量時間。CATIA允許設計者在完成標注后創建一個“捕獲”，將標注過的尺寸擺成一個最佳視角，在這個捕獲視圖里，可以選擇部分標注被顯不，多個捕獲則可以完整地表達三維模型的全部信息。捕獲是CATIA中對視圖和標注進行管理的重要命令。
4結語
文中對高校工程制圖課程中引入三維標注內容的教學做了初步的探討，主要結論如下:D教學過程中要要使學生在明確三維標注意義的基礎上，重點講明其基本原理及其相較于傳統二維標注的優越性。2J以某支架類零件在CATIA平臺下進行三維標注為例，講明在三維軟件平臺下進行三維標注的基本操作，使學生能有更直觀的認識，也便于學生更好地學習本部分的內容，同時對于三維標注中的難點問題，也給出了一些解決的思路和方法供學生課后思考、實踐。
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